支架優化設計
關注創建者：匿名 創建時間：2021-12-14
支架優化設計的視頻教程
基于ansys workbench 的拓撲優化——梁，支架 受力優化
1.學習型仿真工程師； 2.結構仿真工程師初學者； 3.需要對結構降本，縮小體積及及其他方面的優化。 基于Ansys workbench 2021R1版本的支架和梁單元的拓撲優化操作。（課程內包含模型建立及詳細模型設置）
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基于adams+hypemesh+abaqus軟件的車身舉升支架拓撲優化和非線性強度分析
針對車身翻轉過程中，油缸支架受力大小和方向不斷變化而導致的邊界條件不明確及部件較重的問題，制定了如下分析方案： 第一步：建立多體模型，輸出載荷。(adams/view) 1、多體模型的建立、計算； 2、載荷的輸出； 第二步：有限元模型的建立及拓撲優化分析；hypermesh（optstruct） 1、優化對象的定義； 2、優化目標的定義； 3、約束條件的定義。
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支架優化設計的實例教程
衛星斜裝動量輪支架的拓撲優化設計流程
利用 Altair Inspire，設計工程師首先對衛星斜裝動量輪支架優化前三維模型進行了前處理，此環節主要考慮的要素有：動量輪本體有 4 個安裝螺釘；安裝法蘭在腰部，背后突出進入支架內部；支架下端通過 7 個螺釘與衛星連接；姿控要求安裝角度為 45°。
衛星斜裝動量輪支架優化前三維模型
在確認完衛星斜裝動量輪支架的機械接口、安裝空間、安裝要求等要素后，進入了對拓撲優化基礎模型的處理環節，這部分需要確認動量輪支架的設計空間、非設計空間、施加載荷及約束。例如設計空間為支架本體，需要預留回轉部分開口，以及安裝螺釘的操作空間；非設計空間需要考慮為動量輪安裝法蘭提供安裝面及 4 個螺釘孔。同時，由于支架下端是通過 7 個螺釘為衛星連接，所以按照固定支架處理。載荷加載在動量輪上，約束為 7 個螺釘孔，材料是鋁。
衛星斜裝動量輪支架拓撲優化基礎模型
拓撲優化是衛星斜裝動量輪支架優化設計流程中的關鍵環節，主要目的在于確定優化目標，并進行運算。衛星斜裝動量輪支架的拓撲優化是一次輕量化的設計，因此選擇保證一定剛度下的最小質量模式為優化目標，優化的最小剛度為 250HZ，加載載荷為 7 個連接點的固定支架，在設置完成最小厚度壁厚就可以進行運算分析了。
最后，根據輸出優化目標滿足設定要求的數據，并調整拓撲材料分布滑塊，選擇連續實體形式，確定衛星斜裝動量輪支架優化設計結果。
展開 圖8 有限元計算模型
根據拓撲優化的板簧支架結構， 利用大型有限元軟件Hyperworks平臺的RADIOSS求解器對板簧支架進行有限元強度分析，板簧支架新結構最大von Mises應力值計算結果如表1所示，各工況下板簧支架應力云圖如圖 9 所示。
表1 板簧支架優化前后各工況下性能對比
圖9 板簧支架各工況下應力云圖
計算結果表明，經過solidThinking Inspire優化設計后的板簧支架，各工況下強度都滿足設計要求，最小安全系數為3.33。該板簧支架在車輛可靠性試驗過程中未出現斷裂等問題，證明其設計滿足性能需求。通過對板簧支架進行優化設計，證明了基于solidThinking Inspire的拓撲優化設計方法可以有效提高產品開發進度，合理布局零件的材料，達到了降低制造成本的目的。將最終的創意設計結構體現在實際工程中，與車輛的板簧及車架連接，如圖10所示。
圖10 工程實際應用
5 結語
以某重型車板簧支架為設計對象，基于變密度法建立了拓撲優化的數學模型，利用Hyperworks中的solidThinking Inspire模塊將連續體結構拓撲優化方法應用到該板簧支架結構優化設計中，對多工況下的板簧支架結構進行優化設計。
根據拓撲優化的結構，再結合制造工藝及設計經驗，對板簧支架進行重新設計，最后對新結構進行了有限元強度計算，計算
結果表明，進行優化設計后的板簧支架，性能滿足設計要求。通過solidThinking Inspire可以更加科學有效地進行結構設計，使材料在零件的布置更加合理，克服了以往靠經驗設計，僅考慮零件的功能性需求，忽視其可靠性的缺陷。通過solidThinkingInspire的優化設計，不僅可以很好的布置其材料分布，而且節省不必要的材料應用，既提高工作效率，也實現了生產成本的降低。
展開 例如設計空間為支架本體，需要預留回轉部分開口，以及安裝螺釘的操作空間；非設計空間需要考慮為動量輪安裝法蘭提供安裝面及4個螺釘孔。同時，由于支架下端是通過7個螺釘為衛星連接，所以按照固定支架處理。載荷加載在動量輪上，約束為7個螺釘孔，材料是鋁。
衛星斜裝動量輪支架拓撲優化基礎模型
拓撲優化是衛星斜裝動量輪支架優化設計流程中的關鍵環節，主要目的在于確定優化目標，并進行運算。衛星斜裝動量輪支架的拓撲優化是一次輕量化的設計，因此選擇保證一定剛度下的最小質量模式為優化目標，優化的最小剛度為250HZ，加載載荷為7個連接點的固定支架，在設置完成最小厚度壁厚就可以進行運算分析了。
最后，根據輸出優化目標滿足設定要求的數據，并調整拓撲材料分布滑塊，選擇連續實體形式，確定衛星斜裝動量輪支架優化設計結果。至此，通過以上步驟，設計工程師們利用Altair Inspire得到了在綜合考量重量情況下的衛星斜裝動量輪支架的優化傳力路徑及連接狀態。
展開 例如設計空間為支架本體，需要預留回轉部分開口，以及安裝螺釘的操作空間；非設計空間需要考慮為動量輪安裝法蘭提供安裝面及4個螺釘孔。同時，由于支架下端是通過7個螺釘為衛星連接，所以按照固定支架處理。載荷加載在動量輪上，約束為7個螺釘孔，材料是鋁。
衛星斜裝動量輪支架拓撲優化基礎模型
拓撲優化是衛星斜裝動量輪支架優化設計流程中的關鍵環節，主要目的在于確定優化目標，并進行運算。衛星斜裝動量輪支架的拓撲優化是一次輕量化的設計，因此選擇保證一定剛度下的最小質量模式為優化目標，優化的最小剛度為250HZ，加載載荷為7個連接點的固定支架，在設置完成最小厚度壁厚就可以進行運算分析了。
最后，根據輸出優化目標滿足設定要求的數據，并調整拓撲材料分布滑塊，選擇連續實體形式，確定衛星斜裝動量輪支架優化設計結果。至此，通過以上步驟，設計工程師們利用Altair Inspire得到了在綜合考量重量情況下的衛星斜裝動量輪支架的優化傳力路徑及連接狀態。
展開 進而應用有限元方法對發動機懸置支架進行分析；根據分析結果，使用連續體結構拓撲優化技術對支架模型進行優化設計；減輕了懸置支架的質量，指出了拓撲優化在輕量化設計中的重要意義。
關鍵詞：懸置支架 運動學仿真 有限元分析拓撲優化輕量化
前言
隨著汽車工業的快速發展及日益突出的能源問題，對汽車設計提出的新要求是降低其制造成本及提高整車燃油經濟性，通過對零部件和整車進行材料優化配置和結構優化設計，可以在不影響其強度和性能的基礎上達到產品的輕量化，以期實現降低制造成本和節能的目標。
拓撲優化技術是一項新興的設計方法,它可以在方案設計階段給出零部件甚至車身原型合理的材料布局,減輕結構重量. 通過這項技術,企業能縮短設計周期,提高產品性能,減少昂貴的樣件生產和整車測試的次數。目前，均勻化法、變厚度法、變密度法等方法對于處理平面問題的拓撲優化已日趨成熟。
變密度法的基本思想是引入一種假想的密度可變材料，對結構中每個有限單元賦予內部偽密度（pseudo-density）,然后通過內部偽密度來確定目標函數。設單元密度為0到1之間的某一值，如某些單元所受應力較小，可相應減小密度；如某些單元是關鍵單元，則可相應增加密度。最后根據單元密度，通過設定門檻值來調整材料的分配。當某處單元的相對密度為1，則表示該單元為有材料，應保留或增加該單元（實體），如果相對密度為0，表示該處單元無材料，單元可以刪除。這樣，優化時就以材料密度為設計變量，使結構的拓撲優化問題轉換為材料的最優分布問題[1] [2]。
變速器懸置支架（見圖1）是動力總成懸置系統中的安全件和功能件，它的作用是支撐懸置、連接變速器以及傳遞作用在動力總成上的一切力和力矩，另外，懸置支架的一階固有頻率對車內噪聲的影響很大，因此，在動力總成懸置系統設計時，應對支架的強度和固有頻率進行優化設計和試驗驗證。
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本文原刊登于Ansys.com：《Boost Your Ansys Workflow: 5 Tips for Faster, More Accurate Structural Checks》
編輯整理：邱成宇 | Ansys 高級應用工程師
在結構工程中，精度和效率是必須滿足的目標。由于項目變得越來越復雜，能夠在確保符合行業標準的同時簡化工作流程，對于取得成功的結果非常關鍵。
本文將介紹使用
今日16:00，Ansys官方『Ansys 結構輕量化優化設計解決方案及案例分析』介紹Ansys Mechanical拓撲優化仿真解決方案，以及輕量化結構設計的工程案例分析，感興趣的下滑預約學習??
時間：5月12日（星期二），16:00-17:00
內容簡介：
1. Ansys Mechanical 拓撲優化仿真解決方案
2.輕量化結構設計案例分析
講師：
由于雙高斯照相物鏡結構的對稱性，原則上所有橫向像差都能自動補償，因此在設計思路上只著眼于縱向像差的平衡設計。為此在設計過程中首先從設計其半部系統入手，然后再經過鏡像處理形成雙高斯照相物鏡的全系統。雙高斯照相物鏡的半部系統在其系統光欄后只包括一個雙膠合透鏡和一片單透鏡組成，如圖2。
該類型鏡頭結構簡單
從反復試誤到結構化搜尋
葡萄牙米尼奧大學（University of Minho）的聚合物與復合材料研究所（Institute of Polymers and Composites，IPC），運用仿真與人工智能（AI），解決射出成型中最棘手的其中一項瓶頸：在不犧牲質量的前提下，實現快速且均勻的冷卻。IPC團隊采用「仿真優先」的工作流程，并結合基于主成分分析（PCA）的目標篩選、類神經網絡
OCAD應用：凸輪曲線優化設計2個月前
機械補償式連續變焦光學系統，通過系統的活動組分相對固定組分沿軸向運動改變各組分之間間隔尺寸，在保證系統像面穩定不變的前提下，連續改變系統焦距。系統中，最后一個固定組前的總組分數稱為該連續變焦光學系統的組分數，比如含有一個前固定組、一個變焦組、一個補償組以及一個固定組的變焦系統被稱為三組分變焦系統。為保證各活動組分在變焦過程中按設計要求移動活動組分，保證其表面間隔尺寸，一般都使用凸輪結構驅動各組分的運動
智能優化設計2個月前
[圖片]
概要
在光學系統中選擇最優玻璃材料時，Conrady d-D以及模型玻璃等傳統的玻璃選擇方法提供的幫助有限。本文介紹了如何使用玻璃替換方法進行直接玻璃優化，以及在考慮玻璃的可用性、成本及耐候性等因素時，如何進一步嚴格挑選玻璃。
簡介
玻璃替換方法是OpticStudio中選擇玻璃最有效的方法。玻璃替換方法可直接修改玻璃類型，然后重新優化系統，以確定新的玻璃是否是更好的設計方案。
OCAD應用：凸輪曲線的優化設計3個月前
在進行凸輪曲線設計時，不僅要考慮凸輪轉動時確保各活動組分之間準確的間隔尺寸，保證在變焦過程中光學系統像面的穩定，還要考慮到運動曲線的平滑性以及曲線的陡度，避免運動中的卡滯現象，當然還要考慮到凸輪加工的工藝性。
機械補償式連續變焦光學系統，通過系統的活動組分相對固定組分沿軸向運動改變各組分之間間隔尺寸，在保證系統像面穩定不變的前提下，連續改變系統焦距。系統中，最后一個固定組前的總組分數稱為該連續變焦光學系統的組分數
OCAD應用：凸輪曲線的優化設計3個月前
機械補償式連續變焦光學系統，通過系統的活動組分相對固定組分沿軸向運動改變各組分之間間隔尺寸，在保證系統像面穩定不變的前提下，連續改變系統焦距。系統中，最后一個固定組前的總組分數稱為該連續變焦光學系統的組分數，比如含有一個前固定組、一個變焦組、一個補償組以及一個固定組的變焦系統被稱為三組分變焦系統。為保證各活動組分在變焦過程中按設計要求移動活動組分，保證其表面間隔尺寸，一般都使用凸輪結構驅動各組分的運動
1月29日，由中國信息通信研究院與中國人工智能產業發展聯盟科學智能工作組聯合主辦的“科研智能成果發布會”在北京召開。
會議聚焦科研智能前沿趨勢，旨在為行業提供權威參考與實踐指南，會上正式發布了 “2025年科研智能十大標桿案例” ，以表彰該領域的突破性創新實踐，樹立行業典范，促進產業協作。
天洑憑借 “風扇葉輪智能優化設計” 案例，成功入選。該案例是基于天洑自主研發的優化設計軟件AIPOD
